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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Testkopf, ein System und ein Verfahren für das kapazitive Testen einer Komponente, und insbesondere auf Ausführungsformen eines Testkopfs, eines Systems und eines Verfahrens für das kapazitive Testen von Halbleitereinheiten.
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HINTERGRUND
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Herkömmliche Testverfahren wie zum Beispiel Röntgentests, Testen mit automatisierter Testausrüstung (automated test equipment, ATE) und vektorloses Testen können Verbindungsmängel wie zum Beispiel zu nahe beieinanderliegende Drähte, zu nahe beieinanderliegende Anschlüsse oder durchhängende Drähte nicht oder nur ungenügend erkennen.
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EP 0 633 478 A2 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kapazitiven Testen elektronischer Baugruppen. Mehrere Elektroden können hierfür auf einer flexiblen oder starren Platte aufgebracht und mit einem Verstärkerschaltkreis verbunden sein. In Kontakte zu testender Schaltkreise wird über einen Pulsgenerator ein Wechselspannungssignal eingespeist. Die Elektroden werden über die Schaltkreise bewegt und das durch das Wechselspannungssignal hervorgerufene elektrische Feld gemessen.
US 2007/0013383 A1 lehrt ebenfalls kapazitives Testen. Eine kapazitive Messsonde wird in die Nähe der zu messenden Komponente gebracht. Die zu messende Komponente ist auf einer Testfassung aufgebracht. Der kapazitive Sensor kann beispielsweise mittels eines Roboterarms von einem Bauelement zum nächsten bewegt werden. In der
US 7,330,025 B1 wird eine automatisierte Testausrüstung beschrieben. Ein computergesteuerter Arm greift eine zu vermessende elektronische Schaltung aus einer Schale und drückt sie gegen elektrische Kontakte einer Testvorrichtung.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, ein schnelles und zuverlässiges kapazitives Testen für Komponenten mit oder ohne Gehäuse zu ermögliche. Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche 1, 5 und 6 gelöst.
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Figurenliste
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Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung und seiner Vorteile wird jetzt auf die nachfolgenden Beschreibungen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen Bezug genommen:
- 1a zeigt eine Ausführungsform eines Testsystems für das kapazitive Testen einer Komponente;
- 1b zeigt eine Ausführungsform eines integrierten Testkopfs;
- 2a zeigt eine Ausführungsform eines Testsystems für das kapazitive Testen einer Komponente;
- 2b zeigt eine Ausführungsform eines integrierten Testkopfs;
- 2c zeigt eine Ausführungsform eines Testsystems;
- 3 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens für das kapazitive Testen einer Komponente; und
- 4 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens für das kapazitive Testen einer Komponente.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG ANSCHAULICHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Das Umsetzen und Verwenden der bevorzugten Ausführungsformen wird nachfolgend näher erörtert.
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Die vorliegende Erfindung wird in Bezug auf Ausführungsformen in einem spezifischen Zusammenhang beschrieben, und zwar ein System und ein Verfahren zum kapazitiven Testen von Halbleitereinheiten mit Gehäuse. Die Ausführungsformen können jedoch auch angewandt werden, auf ein System und Verfahren für das kapazitive Testen von DUTs (z.B. Komponenten).
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Einige Ausführungsformen der Erfindung stellen einen integrierten Testkopf oder einen Präzisionstestkopf für das kapazitive Testen von DUTs (z.B. Komponenten) bereit. Einige Ausführungsformen der Erfindung stellen einen integrierten Testkopf bereit, der eine Vorrichtung zum Halten oder Ausrichten und eine kapazitive Testeinheit umfasst. Einige Ausführungsformen der Erfindung stellen außerdem ein Verfahren für das kapazitive Testen einer großen Anzahl an DUTs (z.B. Komponenten) bereit.
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Ein Vorteil der Ausführungsformen ist ein schnelles und zuverlässiges kapazitives Testverfahren für Komponenten (mit oder ohne Gehäuse) . Ein weiterer Vorteil ist, dass der Durchsatz von Testobjekten (devices under test, DUTs) im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren wesentlich erhöht werden kann.
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Bei einigen Ausführungsformen der Erfindung werden Testsysteme und Testverfahren für das kapazitive Testen elektrischer Verbindungen in einer Komponente oder zwischen einem Komponententräger (z.B. einem Anschlusskamm) und einer Komponente vorgeschlagen. In anderen Worten wird die Unversehrtheit (z.B. Drahtdurchhang oder Drahtablenkung) der Komponente oder die elektrischen Verbindung zwischen einem Komponententräger und einer Komponente getestet.
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1a zeigt eine Querschnittsansicht eines Ausschnitts eines Testsystems 10, das einen integrierten Testkopf 160 umfasst. Das System 10 umfasst außerdem eine Testtablett- oder Ladetabletteinheit 100, das Testobjekt (DUT) 130 und einen integrierten Testkopf 160.
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Der integrierte Testkopf 160 umfasst eine Halteeinheit und eine Testeinheit. Die Halteeinheit ist konfiguriert, um das DUT 130 zu halten, und die Testeinheit ist konfiguriert, um das DUT 130 zu testen. Die Halteeinheit umfasst eine Haltevorrichtung 142 wie zum Beispiel einen Saugnapf. Die Haltevorrichtung 142 ist außerdem konfiguriert, um das DUT 130 zu ergreifen und freizugeben. Die Haltevorrichtung 142 kann zum Beispiel außerdem einen Vakuumpfad 146 umfassen. Der Vakuumpfad 146 ist konfiguriert, um ein Vakuum oder einen Unterdruck zwischen der Haltevorrichtung 142 und dem DUT 130 bereitzustellen.
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Die Testeinheit umfasst eine Platte oder eine leitfähige Elektrode 152. Die leitfähige Elektrode 152 stellt gemeinsam mit der Verdrahtung im DUT 130 die kapazitive Anordnung für den kapazitiven Test bereit. Die Testeinheit umfasst außerdem einen Vorverstärker 156, der über einen Datenbus oder ein Leitungssystem 158 mit einer Steuereinheit des Testsystems 10 verbunden ist. Die leitfähige Elektrode 152 ist mit einem Vorverstärker 156 verbunden. Der Vorverstärker 156 ist konfiguriert, um ein Signal zu verstärken, das aus dem kapazitiven Test des DUT 130 empfangen wurde. Das Signal wird von dem Vorverstärker 156 über das Leitungssystem 158 an die Steuereinheit übertragen. Die Steuereinheit berechnet, ob das DUT 130 eine gute Einheit ist oder nicht.
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Die Testtablett- oder Ladetabletteinheit 100 kann ein Tablett 110 mit durchgehenden Löchern 115 umfassen. Die Testtabletteinheit 100 umfasst außerdem ein Verbindungselement 120, das mit einer Energieversorgungsquelle 125 wie zum Beispiel einer Wechselstromquelle verbunden ist. Das Verbindungselement 120 kann aus Federkontaktstiften bestehen. Nachdem das DUT 130 auf dem Tablett 110 platziert wurde, ist das Verbindungselement 120 trennbar mit den DUT-Kontakten oder den DUT-Stiften 132 (z.B. Anschlüsse) verbunden. Das Verbindungselement 120 stellt eine vorübergehende elektrische Verbindung zwischen dem DUT 130 und der Energieversorgungsquelle 125 her. Die Federkontaktstifte 120 werden zum Beispiel gegen die DUT-Stifte 132 gedrückt und es wird eine Wechselspannung an das DUT 130 angelegt. Das DUT 130 umfasst zum Beispiel 144 oder 176 DUT-Stifte 132.
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Der Wechselstromgenerator 125 kann ein Oszillator sein, der ein Wechselstromsignal an das DUT 130 liefert. Während des Tests wird der Ausgang des Wechselstromgenerators 125 über einen ersten Federkontaktstift 120 mit einem ersten DUT-Stift 132 einer Vielzahl von DUT-Stiften 132 verbunden und eine Erdung (oder ein anderer Spannungspegel) wird mit dem einen oder den mehreren anderen DUT-Stiften 132 verbunden. Die leitfähige Elektrode 152 wird oben auf dem oder auf einer Oberseite des DUT 130 angebracht. Zwischen der leitfähigen Elektrode 152 und dem DUT 130 kann ein Isolator angebracht werden.
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An das DUT 130 wird eine Spannung angelegt und durch die DUT-Stifte 132 fließt ein Strom. Die DUT-Stifte 132 können der Reihe nach getestet werden. An jeden DUT-Stift 132 wird ein Strom angelegt und mittels kapazitiver Kopplung wird ein Strom an die leitfähige Elektrode 152 geleitet. Der Strom wird im Vorverstärker 156 verstärkt. Wenn der gemessene Strom für einen DUT-Stift 132 unterhalb eines vorbestimmten Grenzwerts liegt, ist die Unversehrtheit des DUT 130 (z.B. einer Komponente oder einer Komponente mit Gehäuse) nicht gewährleistet und die Komponente oder Komponente mit Gehäuse darf ausgemustert werden.
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1b zeigt eine Ansicht des integrierten Testkopfs 160 entlang der Achse A. Der Testkopf umfasst eine Haltevorrichtung 142, den Vakuumpfad 146 und die leitfähige Elektrode oder Platte 152. Die Haltevorrichtung 142 umfasst ein erstes dielektrisches Material oder ein erstes isolierendes Material 143 wie zum Beispiel Glasfasern. Die Haltevorrichtung 142 umfasst außerdem ein zweites dielektrisches Material oder ein zweites isolierendes Material 144 wie zum Beispiel Gummi. Die Haltevorrichtung 142 hat die Form eines Würfels, eines Blocks, einer Halbkugel, eines Kelchs oder einer Kombination davon. Die Haltevorrichtung umfasst alternativ andere geometrische Formen.
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Die leitfähige Elektrode 152 kann eine Metallplatte sein. Das Metall kann Kupfer oder eine Kupferlegierung oder Aluminium oder eine Aluminiumlegierung sein. Das Metall umfasst alternativ andere leitfähige Materialien. Die leitfähige Elektrode 152 kann eine Lochplatte wie zum Beispiel eine kreisförmige Lochplatte, eine quadratische Lochplatte, eine rechteckige Lochplatte oder eine Kombination davon sein. Die leitfähige Elektrode 152 kann alternativ andere geometrische Formen umfassen.
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2a zeigt eine Querschnittsansicht eines Ausschnitts eines Testsystems 20, das einen Präzisionstestkopf 260 umfasst. Das Testsystem 20 umfasst außerdem eine Testtablett- oder Ladetabletteinheit 200, eine Testobjektschale (DUT-Schale) 230 und einen Präzisionstestkopf 260.
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Der Präzisionstestkopf 260 umfasst eine Halteeinheit und eine Testeinheit. Die Halteeinheit ist konfiguriert, um auf die DUT-Schale 230 oder das DUT 235 ausgerichtet zu werden und die Testeinheit ist konfiguriert, um das DUT 235 zu testen. Die Halteeinheit umfasst eine mechanische Halterung 242. Die mechanische Halterung 242 kann eine x-y-Führung und einen Stifthalter umfassen. Die Halteeinheit kann außerdem eine Führungseinheit 243 umfassen, die konfiguriert ist, den Präzisionstestkopf 260 genau auf die DUT-Schale 230 und/oder die Testtabletteinheit 200 zu führen. Die Führungseinheit 243 kann aus Führungsstiften bestehen.
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Die Testeinheit umfasst eine Platte oder eine leitfähige Elektrode 252. Die leitfähige Elektrode 252 stellt gemeinsam mit der Verdrahtung im DUT 235 die kapazitive Anordnung für den kapazitiven Test bereit. Die Testeinheit umfasst außerdem einen Vorverstärker 256, der konfiguriert ist, über einen Datenbus oder ein Leitungssystem 258 mit einer Steuereinheit des Testsystems 20 verbunden zu werden. Die leitfähige Elektrode 252 ist mit einem Vorverstärker 256 verbunden. Der Vorverstärker 256 ist konfiguriert, um ein Signal zu verstärken, das aus dem kapazitiven Test des DUT 235 empfangen wurde. Das Signal wird von dem Vorverstärker 256 über das Leitungssystem 258 an die Steuereinheit übertragen. Die Steuereinheit berechnet, ob das DUT 235 eine gute Einheit ist oder nicht.
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Die Testeinheit umfasst eine Platte oder eine leitfähige Elektrode 252. Die leitfähige Elektrode 252 kann eine Metallplatte sein, die Kupfer oder eine Kupferlegierung oder Aluminium oder eine Aluminiumlegierung umfasst. Das Metall umfasst alternativ andere leitfähige Materialien. Die leitfähige Elektrode 252 kann eine Lochplatte wie zum Beispiel eine kreisförmige Lochplatte, eine quadratische Lochplatte, eine rechteckige Lochplatte oder eine Kombination davon sein. Die leitfähige Elektrode 252 kann alternativ andere geometrische Formen umfassen.
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Bei einer Ausführungsform ist die leitfähige Elektrode 252 in einem herausnehmbaren Träger einer Untersuchungsplatte 262 wie zum Beispiel einem Träger einer Untersuchungslochplatte angeordnet. Der Träger einer Untersuchungsplatte 262 ist über einen Interposer 264 direkt am Präzisionstestkopf 260 befestigt oder er ist direkt am Präzisionstestkopf 260 befestigt.
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Die DUT-Schale 230 umfasst eine DUT-Körperführung 232 und Führungsstiftlöcher, um das DUT 235 zu halten, und die Anschlüsse des DUT 235 befinden sich in einer genauen Position gegen die Verbindungselemente 220. Die DUT-Schale 230 kann zum Beispiel aus einem ABS bestehen. Alternativ könnten statt des ABS auch andere isolierende Materialien verwendet werden. Die DUT-Schale 230 wird mit den DUTs 235 in einer Position außerhalb ihrer Testposition beladen. Die Testposition ist eine Position der DUT-Schale 230 zwischen dem Präzisionstestkopf 260 und dem Ladetablett 210. Zum Testen des DUT 235 wird die DUT-Schale 230 zurück in die Testposition bewegt.
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Die Testtablett- oder Ladetabletteinheit 200 kann ein Tablett 210 umfassen, das eine erste Gruppe von Durchgangslöchern 215 und eine zweite Gruppe von Durchgangslöchern 216 umfasst. Die erste Gruppe von Durchgangslöchern 215 ist konfiguriert, um die Verbindungselemente 220 zu führen und die zweite Gruppe von Durchgangslöchern 216 ist konfiguriert, um die Führungseinheit 243 zu führen.
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Die Testtabletteinheit 200 umfasst außerdem eine Gruppe von Verbindungselementen 220, die der Reihe nach einzeln mit einer Energieversorgungsquelle 225 wie zum Beispiel einer Wechselstromquelle verbunden werden. Die Verbindungselemente 220 können Federkontaktstifte sein. Das Verbindungselement 220 ist konfiguriert, um eine elektrische Verbindung mit dem DUT 235 in der DUT-Schale 230 herzustellen.
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Nachdem das Testtablett 210 zur DUT-Schale 230 bewegt wurde, ist das Verbindungselement 220 trennbar mit den DUT-Kontakten 233 der DUT-Schale 230 verbunden. Das Verbindungselement 220 stellt eine vorübergehende elektrische Verbindung zwischen dem DUT 235 in der DUT-Schale 230 und der Energieversorgungsquelle 225 her. Während des Tests werden die Federkontaktstifte 220 zum Beispiel gegen die DUT-Kontakte 233 (z.B. DUT-Stifte) gedrückt und stellen eine Verbindung zum DUT 230 her. An das DUT 235 wird eine Wechselspannung angelegt.
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2b zeigt eine Ansicht des Präzisionstestkopfs 260 entlang der Achse B. Der Präzisionstestkopf 260 umfasst die mechanische Halterung 242 und die leitfähige Elektrode oder Platte 252. Die mechanische Halterung 242 umfasst einen Plattenträger 262, einen Interposer 264, eine Führung für die DUT-Anschlüsse 245 und eine Führung für die Präzisionspositionierung 243, z.B. einen Führungsstift. Die Haltevorrichtung 262 umfasst eine leitfähige Elektrode 252 und ein erstes isolierendes Material 246 wie zum Beispiel Glasfasern.
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Die leitfähige Elektrode 252 wird in den Plattenträger 262 platziert. Der Plattenträger 262 umfasst ein zweites isolierendes Material wie zum Beispiel Teflon. Die leitfähige Elektrode 252 umfasst ein Metall wie zum Beispiel Kupfer oder eine Kupferlegierung oder Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. Das Metall umfasst alternativ andere leitfähige Materialien. Die leitfähige Elektrode 252 kann eine Lochplatte wie zum Beispiel eine kreisförmige Lochplatte, eine quadratische Lochplatte, eine rechteckige Lochplatte oder eine Kombination davon sein. Die leitfähige Elektrode 252 kann alternativ andere geometrische Formen umfassen. Bei einer Ausführungsform ist der Plattenträger 262 federbelastet, wodurch die Platte in ihrer Position ohne Zwischenraum auf der Oberfläche des DUT 235 gehalten wird, um die korrekte Bedingung für den kapazitiven Test sicherzustellen.
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Die Führung des Plattenträgers 264 stellt die Führung für die Präzisionspositionierung des Plattenträgers 262 bereit. Bei einer Ausführungsform drückt die Führung der DUT-Anschlüsse 245 die DUT-Stifte 233 nach unten gegen die Federkontaktstifte 220.
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2c zeigt eine Ausführungsform eines Testsystems 2, das einen Präzisionstestkopf 260 umfasst. 2c zeigt einen beweglichen Präzisionstestkopf 260, ein bewegliches Ladetablett 210 und bewegliche Federkontaktstifte 220. Die Ausführungsform der 2c zeigt vier Testköpfe 260, vier DUTs in der DUT-Schale und vier Anordnungen von Federkontaktstiften 220. Ausführungsformen des Testsystems 2 können eine andere Anzahl an Testköpfen 260 usw. umfassen.
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Der Präzisionstestkopf 260, das Ladetablett 210 und die Federkontaktstifte 220 sind in einer vertikalen Richtung beweglich. Der Präzisionstestkopf 260 umfasst eine Vielzahl von Metallplatten oder leitfähigen Elektroden. Wie oben erörtert, können die leitfähigen Elektroden Untersuchungslochplatten sein, aber sie können andere geometrische Formen umfassen. Der Präzisionstestkopf 260 umfasst außerdem eine Vielzahl von federbelasteten Schiebern (z.B. Plattenträger 262) und eine Vielzahl von X-Y-Führungen (z.B. Führungen für die Plattenträger 264) . Der Präzisionstestkopf 260 ist konfiguriert, um kapazitive Signale zu messen, die über die Verbindungselemente 220 auf die DUTs in der DUT-Schale 230 angewandt werden. Die Führungsstifte 243 stellen eine geeignete Führung und Ausrichtung für das Ladetablett 210, die Verbindungselemente 220 und den Präzisionstestkopf 260 bereit.
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Wenn die Testschale 230 mit den DUTs an der geeigneten Stelle im Testsystem 2 platziert wird, werden das Ladetablett 210 und die Verbindungselemente 220 bewegt, um die Verbindungselemente 220 (z.B. Federkontaktstifte) mit den Kontakten der Schale oder den DUT-Stiften zu verbinden. Der Präzisionstestkopf 260 wird auf der DUT-Schale 230 platziert und die einzelnen DUT-Stifte werden nacheinander mit Spannung und Strom versorgt. Die kapazitiven Testsignale werden von den leitfähigen Elektroden im Präzisionstestkopf aufgenommen. Die Testsignale werden an einen Vorverstärker oder eine Vielzahl von Vorverstärkern im Präzisionstestkopf 260 übertragen. Der Vorverstärker verstärkt die Testsignale und überträgt sie zur Steuereinheit 270 (z.B. Zentraleinheit des kapazitiven Tests), welche die empfangenen Signale verarbeitet, auswertet und/oder berechnet. Bei einer Ausführungsform werden der Reihe nach 144 Stifte eines QFP144-Gehäuses einzeln kapazitiv getestet. Für einen ersten kapazitiven Test kann ein erster Federkontaktstift mit der Wechselstromquelle verbunden werden und alle anderen Federkontaktstifte werden mit dem Erdpotential verbunden. Für einen zweiten kapazitiven Test kann dann ein zweiter Federkontaktstift mit der Wechselstromquelle verbunden werden und alle anderen Federkontaktstifte werden mit dem Erdpotential verbunden. Dies wird wiederholt, bis alle Stifte getestet wurden.
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3 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens 300 für einen kapazitiven Test eines DUT (z.B. eine Komponente). In einem ersten Schritt 310 wird eine Vielzahl von Komponenten oder Testobjekten (DUTs) auf eine Schale geladen. Die Komponente kann eine Halbleitereinheit wie zum Beispiel eine logische Einheit oder eine flüchtige oder nichtflüchtige Speichereinheit sein. Die Halbleitereinheit kann ein integrierter Schaltkreis (IC) oder eine einzelne diskrete Einheit (Stand-Alone-Einheit) sein. Die Halbleitereinheit ist zum Beispiel eine Mikrosteuereinheit, ein IGBT oder ein Leistungs-MOSFET. Alternativ kann die Komponente eine passive Einheit sein wie zum Beispiel ein Widerstand, ein Kondensator, eine MEMS-Einheit, eine optoelektronische Komponente oder eine Einheit mit einer anderen Funktionalität. Das Substrat der Komponente kann aus einem Halbleitermaterial wie zum Beispiel Silizium oder Germanium, einem Verbindungshalbleiter wie zum Beispiel SiGe, GaAs, InP, GaN oder SiC, anderen anorganischen Materialien oder organischen Materialien wie zum Beispiel Glas oder Keramik bestehen.
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Die Komponente kann eine elektrische Einheit mit Gehäuse sein, die einen Chip oder Nacktchip auf einem Anschlusskamm umfasst, wobei der Chip mit dem Anschlusskamm verschaltet ist. Der Chip kann die gleichen Materialien und Funktionalitäten umfassen, wie sie in Bezug auf die Komponente beschrieben wurden. Der Chip wird mit einer elektrischen Verbindung auf den Anschlusskamm gebondet. Die elektrische Verbindung (z.B. Verschaltung) kann eine Drahtverbindung sein (Drahtbonden) oder eine leitfähige Klemmverbindung. Der Chip ist mit einem Verkapselungsmaterial verkapselt, das ein hermetisches Gehäuse bereitstellt. Das Verkapselungsmaterial kann eine Formmasse, ein Laminat oder eine Hülle umfassen. Das Verkapselungsmaterial kann den Anschlusskamm teilweise verkapseln und den Chip vollständig verkapseln. Das Verkapselungsmaterial kann die Drähte und/oder die leitfähigen Klammern vollständig oder teilweise verkapseln.
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Das Verkapselungsmaterial kann wärmehärtende Materialien wie zum Beispiel ein Epoxidharz, Polyurethan oder eine Polyacrylat-Verbindung umfassen. Alternativ kann das Verkapselungsmaterial thermoplastische Materialien wie zum Beispiel Polysulfone, Polyphenylensulfide oder Polyetherimide umfassen. Bei einer Ausführungsform kann das Verkapselungsmaterial ein Laminat wie zum Beispiel ein Prepreg sein.
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Der Anschlusskamm kann ein Metall wie zum Beispiel Nickel (Ni), Kupfer (Cu) oder eine Kombination davon umfassen. Bei einer Ausführungsform ist die Komponente keine gedruckte Leiterplatte (printed circuit board, PCB) oder sie ist nicht auf einer gedruckten Leiterplatte (PCB) angeordnet.
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In Schritt 315 ergreift der integrierte Testkopf eine erste Komponente von der Schale. Bei einer ersten Ausführungsform wird der integrierte Testkopf (z.B. der Gummisaugnapf) auf einer ersten Komponente platziert. Es wird ein niedriger Druck (z.B. niedriger als der Umgebungsdruck) oder ein Vakuum erzeugt und zwischen der ersten Komponente und dem integrierten Testkopf angewandt, sodass die erste Komponente an dem integrierten Testkopf gehalten oder befestigt wird. Der niedrige Druck oder das Vakuum wird durch den Vakuumpfad erzeugt. Es wird zum Beispiel ein Druck zwischen ungefähr 1 Pa und ungefähr 3 Pa angewandt (1 Pascal = 1 N/m2).
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In Schritt 320 wird die erste Komponente zum Testtablett oder Ladetablett bewegt und darauf befestigt, sodass die Komponentenstifte der ersten Komponente mit einem Verbindungselement verbunden werden können, das eine elektrische Energie bereitstellt.
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In Schritt 325 wird eine Stromversorgung an die erste Komponente angelegt. Verbindungselemente wie zum Beispiel die Federkontaktstifte werden zu den Komponentenstiften der ersten Komponente bewegt und einzeln der Reihe nach mit ihnen über das Testtablett verbunden. Eine Stromversorgung (z.B. Spannung und Strom) wird an die erste Komponente angelegt. Eine Wechselstromquelle wird zum Beispiel mit einem ersten Stift und danach der Reihe nach einzeln mit den anderen Stiften der ersten Komponente elektrisch verbunden.
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In Schritt 330 wird die erste Komponente kapazitiv getestet. Das Anlegen der Stromversorgung (z.B. eines Wechselstroms) an den ersten Stift der ersten Komponente erzeugt ein erstes kapazitives Signal, das von der leitfähigen Elektrode empfangen wird. Nach dem Anlegen der Stromversorgung an den ersten Stift wird die Stromversorgung (z.B. ein Wechselstrom) an den zweiten Stift der ersten Komponente angelegt und erzeugt ein zweites kapazitives Signal, das von der leitfähigen Elektrode empfangen wird. Einige oder alle Stifte der ersten Komponente werden durch das Anlegen der Stromversorgung getestet.
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Die Elektrode misst die kapazitive Leistungsfähigkeit der Stifte der ersten Komponente. Die kapazitiven Signale können von geeigneten und ordnungsgemäßen Drahtverbindungen und geeigneten und ordnungsgemäßen Anschlusspositionen der ersten Komponente abhängig sein. Wenn die Kabel zum Beispiel nicht ordnungsgemäß (an einen Anschlusskamm oder den Chip) angeschlossen wurden, sind die kapazitiven Signale anders, als es der Fall wäre, wenn die Drähte ordnungsgemäß angeschlossen sind. Unsachgemäße Drahtverbindungen können ein kleineres kapazitives Signal als ordnungsgemäße Drahtverbindungen erzeugen. Bei einer Ausführungsform können unsachgemäße Drahtverbindungen ein Signal unterhalb eines ersten vorbestimmten Wertes erzeugen.
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Die kapazitiven Signale werden zu einem Vorverstärker übertragen und verstärkt. Das vorverstärkte Signal wird dann an eine Steuereinheit übertragen, die auswertet, ob die kapazitiven Signale gute Signale sind oder nicht, z.B. ob eines oder mehrere der kapazitiven Signale unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt.
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Nachdem der kapazitive Test abgeschlossen wurde, werden die Verbindungselemente einschließlich der Wechselstromquelle von der ersten Komponente entfernt. Danach wird die erste Komponente mithilfe des integrierten Testkopfs zurückbewegt und auf die Schale gelegt (Schritt 335). Die erste Komponente wird vom integrierten Testkopf freigegeben (Schritt 340). Bei einer ersten Ausführungsform wird dir erste Komponente freigegeben, indem das Vakuum abgeschaltet wird oder indem der Druck im integrierten Testkopf auf den Umgebungsdruck angeglichen wird.
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In Schritt 345 wird der integrierte Testkopf zu einer zweiten Komponente bewegt. In Schritt 350 werden die Schritte 315 bis 345 für die zweite Komponente wiederholt. Der integrierte Testkopf wird zum Beispiel auf der zweiten Komponente platziert, die zweite Komponente wird ergriffen und zum Testtablett bewegt, ein kapazitiver Test wird an der zweiten Komponente ausgeführt und danach wird die zweite Komponente wieder zur Schale zurückbewegt und freigegeben, sodass der integrierte Testkopf sich zur nächsten Komponente bewegen kann. Dieser Prozess wird wiederholt, bis alle Komponenten auf der Schale kapazitiv getestet wurden. Der kapazitive Test 300 wird für eine einzige Komponente beschrieben. Der Fachmann versteht jedoch, dass der kapazitive Test parallel für zwei, drei oder mehr Komponenten ausgeführt werden kann. Der integrierte Testkopf kann zum Beispiel in der Lage sein, gleichzeitig zwei Komponenten zu ergreifen und zu testen.
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4 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens 400 für einen kapazitiven Test eines DUT. In einem ersten Schritt 410 wird eine Vielzahl von Testobjekten (DUTs) auf eine Schale geladen. Die DUTs können Komponenten (einschließlich der Komponenten mit Gehäuse) sein, die ähnlich oder gleich sind, wie sie in Bezug auf 3 beschrieben wurden.
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In Schritt 415 wird die erste Komponente in eine DUT-Schale gelegt. Die erste Komponente wird mit einer Bestückungsmaschine in einer DUT-Schale abgelegt. Bei einer Ausführungsform wird mit der Bestückungsmaschine mehr als eine erste Komponente in der DUT-Schale abgelegt. In Schritt 420 wird die DUT-Schale in eine Position zwischen dem Testtablett und dem Präzisionstestkopf bewegt oder geladen.
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In Schritt 425 wird der Präzisionstestkopf in vertikaler Richtung bewegt und auf der DUT-Schale platziert. Insbesondere der Präzisionstestkopf und die leitfähige Elektrode werden nach unten bewegt und auf die erste Komponente in der DUT-Schale ausgerichtet. Die leitfähige Elektrode kann direkt auf der Oberfläche des DUT platziert werden. Außerdem kann der Präzisionstestkopf gleichzeitig die DUT-Stifte (z.B. Anschlüsse) auf die Verbindungselemente (z.B. Federkontaktstifte) platzieren und einstellen, sodass elektrische Energie bereitgestellt werden kann.
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In Schritt 430 wird eine Stromversorgung (Strom und Spannung) an die erste Komponente angelegt. Die an eine Energiequelle angeschlossenen Federkontaktstifte werden mit der ersten Komponente elektrisch verbunden. Eine Wechselstromquelle wird zum Beispiel mit einem ersten Stift der ersten Komponente elektrisch verbunden. Wenn die erste Komponente eine Vielzahl von Stiften umfasst, wird die Wechselstromquelle der Reihe nach einzeln mit den Stiften verbunden und stellt nacheinander jedem Stift eine Stromversorgung bereit, um den kapazitiven Test auszuführen.
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In Schritt 435 wird die erste Komponente kapazitiv getestet. Das Anlegen der Stromversorgung (z.B. eines Wechselstroms) an den ersten Stift der ersten Komponente erzeugt ein erstes kapazitives Signal, das von der leitfähigen Elektrode des Präzisionstestkopfs empfangen wird. Wenn ein zweiter Stift getestet wird, erzeugt das Anlegen der Stromversorgung (z.B. eines Wechselstroms) an den zweiten Stift der ersten Komponente ein zweites kapazitives Signal, das von der leitfähigen Elektrode des Präzisionstestkopfs empfangen wird. Die Stromversorgung wird an alle zu testenden Stifte angelegt. Die leitfähige Elektrode misst die kapazitive Leistungsfähigkeit der Stifte. Die kapazitiven Signale können von geeigneten und ordnungsgemäßen Drahtverbindungen und geeigneten und ordnungsgemäßen Anschlusspositionen der ersten Komponente abhängig sein. Wenn die Kabel nicht ordnungsgemäß (an einen Anschlusskamm oder den Chip) angeschlossen wurden, ist das erste kapazitive Signal anders, als es der Fall wäre, wenn die Drähte ordnungsgemäß angeschlossen sind. Unsachgemäße Drahtverbindungen können zum Beispiel ein kleineres erstes kapazitives Signal erzeugen als ordnungsgemäße Drahtverbindungen. Bei einer Ausführungsform können unsachgemäße Drahtverbindungen ein Signal unterhalb eines ersten vorbestimmten Wertes erzeugen.
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Die ersten kapazitiven Signale werden zu einem Vorverstärker übertragen und verstärkt. Das vorverstärkte Signal wird dann an eine Steuereinheit übertragen, die auswertet, ob das erste kapazitive Signal ein gutes Signal ist oder nicht, z.B. ob das erste kapazitive Signal unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt.
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Nachdem der kapazitive Test abgeschlossen wurde, werden die Verbindungselemente (z.B. die Federkontaktstifte) einschließlich der Wechselstromquelle und des Präzisionstestkopfs von der ersten Komponente der DUT-Schale entfernt (Schritt 440) . Danach wird die DUT-Schale einschließlich der ersten Komponente zurückbewegt und auf der Schale abgelegt (Schritt 445) . Die erste Komponente wird aus der DUT-Schale entfernt und eine zweite Komponente wird in die DUT-Schale gelegt (Schritt 450).
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In Schritt 455 werden die Schritte 415 bis 450 für die zweite Komponente wiederholt. Der Testkopf wird zum Beispiel auf der zweiten Komponente platziert, die zweite Komponente wird ergriffen und zum Testtablett bewegt, ein kapazitiver Test wird an der zweiten Komponente ausgeführt und danach wird die zweite Komponente wieder zur Schale zurückbewegt und freigegeben, sodass der Testkopf sich zur nächsten Komponente bewegen kann. Dieser Prozess wird wiederholt, bis alle Komponenten auf der Schale kapazitiv getestet wurden. Der kapazitive Test 400 wird für eine einzige Komponente beschrieben. Der Fachmann versteht jedoch, dass der kapazitive Test gleichzeitig parallel für zwei, drei oder mehr Komponenten ausgeführt werden kann.
